张彬彬小时候是个超级足球迷，幼儿园开始上足球班。初中开始学习唱歌和舞蹈，并创立了一个歌唱组合980，也在学校拿了不少奖。高考时，他本来想考上海音乐学院，但乐理看谱都很不熟悉，后来在亲朋好友的建议下报考表演，并以上海考区第一名的成绩考入了上海戏剧学院表演系。
2012年，电视剧《微时代》剧组派人去上戏做演员的初挑选，张彬彬在机缘巧合下参加了面试、试戏，最终被确定下来；同年，签约嘉行传媒，由此进入演艺圈。
2014年，首次搭档杨幂、余文乐等共同出演的青春偶像剧《微时代》在腾讯视频独家播出，他在剧中饰演奋斗经济男韩定一，并为该剧配唱插曲《天梯》及《我们的时代》，张彬彬个人也凭借该剧开始在影视领域崭露头角。
2015年，由张彬彬领衔主演的青春网络剧《匆匆那年：好久不见》在搜狐视频播出，他在剧中饰演成熟内敛、暖心痴情的霸道总裁乔燃。
2016年，与刘恺威、郑爽等人合作主演的清宫言情剧《寂寞空庭春欲晚》播出，他在剧中饰演才华横溢且文武双全的满清第一才子纳兰容若，这是张彬彬的首部清宫电视剧，而该剧在播出后则以CSM52平均收视率1.174%的成绩，连续十六天登顶黄金档电视剧榜首；随后，与杨世瀚、郑雅文联袂主演的都市玄幻剧《都市妖奇谈》登陆爱奇艺首播，他在剧中饰演桀骜不驯、放荡不羁、内心极富正义感的帅痞地狼刘地；7月，搭档贾静雯、邱心志等共同参演青春偶像剧《隐形的翅膀》，并在剧中饰演阳光帅气的暖男段罡；8月，特别出演的都市爱情偶像剧《微微一笑很倾城》上星播出，他在剧中饰演KO，并为该剧配唱推广曲《一笑倾城》，该剧在播出后网络播放量则突破了100亿次，而张彬彬个人在剧中的表现也获得了更多的关注。
2017年，由其主演的浪漫爱情剧《漂亮的李慧珍》播出，张彬彬在剧中饰演林一木，并为该剧配唱插曲《爱得起》，该剧在播出后取得19次全国同时段收视冠军，其全国网收视破2的成绩；2月，与杨幂、赵又廷、张智尧等联袂主演的古装仙侠爱情剧《三生三世十里桃花》上星播出，他在剧中饰演了为得一人心散尽寝殿美人的翼族二皇子离镜，该剧播出后则以双台平均破一的成绩取得了全国同时段电视剧收视冠军，其全网播放量在播出期间便逼近了300亿次；3月，参演的古装言情剧《烈火如歌》开机拍摄，他在剧中饰演为了复仇，背负了爱情亲情友情的多重压力的烈火山庄大师兄战枫；8月14日，搭档迪丽热巴主演古装武侠剧《秦时丽人明月心》首播，他在剧中饰演了雄才大略、睥睨天下的千古一帝秦始皇嬴政。
2018年，大型体育励志电竞真人秀《超越吧！英雄》在腾讯开播，张彬彬担任明星召唤师。
2019年，与林依晨合作出演古装武侠剧《小女花不弃》在浙江卫视播出，在剧中分别饰演“陈煜”和“莲衣客”；2月19日，参加中央电视台元宵晚会，表演歌曲《团圆年》；3月1日，确定主演国安题材当代都市反谍大剧《暴风眼》，在剧中饰演国安部侦察员马尚；9月25日，与景甜合作出演《司藤》；10月16日，由其领衔主演的青春偶像剧《我爱你，这是最好的安排》在芒果tv首播，剧中饰演反套路式暖男夏雨行。
2020年，与徐璐合作主演古装言情剧《月歌行》，在剧中饰演了陆离和洛歌两个角色。10月31日，担任《英雄联盟》S10总决赛评论席嘉宾解说。
月歌行2021 饰演陆离/洛歌 导演林健龙 主演徐璐
我和我们在一起2021 饰演许城逸 导演崔亮 主演孙怡
暴风眼2020 饰演马尚 导演金沙 主演杨幂
司藤2020 饰演秦放 导演李木戈 主演景甜
民国八大奇案2020 饰演罗正义 主演于翔、黄一琳
我爱你，这是最好的安排2019-10-16 饰演夏雨行 导演王伟 主演郑合惠子、孔舒航、高洋、淳于珊珊
小女花不弃2019-01-08 饰演陈煜/莲衣客 导演查传谊 主演林依晨、高凯元、张皓承
烈火如歌2018-03-01 饰演战枫 导演梁胜权 主演迪丽热巴、周渝民
秦时丽人明月心2017-08-14 饰演嬴政 导演刘新 主演迪丽热巴、李泰、刘畅
三生三世十里桃花2017-01-30 饰演离镜 导演林玉芬 主演杨幂、赵又廷、张智尧
漂亮的李慧珍2017-01-02 饰演林一木 导演赵晨阳 主演迪丽热巴、盛一伦、李溪芮
微微一笑很倾城2016-08-22 饰演KO（特别出演） 导演林玉芬 主演郑爽、杨洋、毛晓彤
隐形的翅膀2016-07-14 饰演段罡 导演林清振、马华干 主演贾静雯、邱心志、王艺哲
都市妖奇谈2016-02-26 饰演刘地 导演张力 主演王艺嘉、杨翰、郑雅文
寂寞空庭春欲晚2016-02-01 饰演纳兰容若 导演吴锦源 主演刘恺威、郑爽、米雪
匆匆那年：好久不见2015-12-28 饰演乔燃 导演李远 主演王萌黎、金泽灏、尤靖茹
微时代2014-07-21 饰演韩定一 导演刘一志 主演杨幂、余文乐、迪丽热巴
爱的M型转弯2014-03-25 饰演小江 导演郭淼晶 主演王子鸣、钟楚曦
我们的时代 2014-07-21 《微时代》电视剧片尾曲
天梯 2014-07-21 《微时代》电视剧插曲
一笑倾城 2016-08-05 《微微一笑很倾城》电视剧推广曲
评选奖项
2018-01-01 国剧盛典年度潜力演员奖 （获奖）
2017-08-31 第1届微博时尚盛典年度最具实力新锐男明星 （获奖）
2017-08-23 InStyle年度偶像盛典年度人气男艺人 （获奖）
2016-01-28 新京报中国时尚权力榜年度演艺圈新锐势力奖 （获奖）
张彬彬虽然年龄不大，但他身上温暖、踏实的气质令《微时代》剧组认定他正式“韩定一”的不二人选，而他深情的眼神和呆萌的表情，也成功诠释了一个痴情又木讷的“极品暖男”。（腾讯网评）
从剧版《微微一笑很倾城》的KO大神，到职场剧《漂亮的李慧珍》中的林一木，张彬彬的每个角色不仅给观众们留下了深刻印象，也总能掀起大家的讨论热情，并引发一些相关话题的热议，再加上他多变气质和生动自然的演技，赢得了媒体与粉丝的关注和喜爱。（搜狐网评）
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